DE1591996C - Circuit arrangement for digitally measuring the quality of resonant circuits - Google Patents
Circuit arrangement for digitally measuring the quality of resonant circuitsInfo
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Description
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Schwingung, und der Schwingkreis-Kondensator muß lieh mit dem logarithmischen' Dekrement wie^ folgtOscillation, and the resonant circuit capacitor must be borrowed with the logarithmic decrement as follows
daher auf eine sehr genau vorbestimmte Spannung zusammen:therefore to a very precisely predetermined voltage:
aufgeladen werden. Die Anregung der Schwingung π ' to be charged. The excitation of the oscillation π '
und der Beginn des Zählvorganges erfolgt bei dieser - Λ = —— : .and the counting process begins with this - Λ = ——:.
bekannten Schaltung durch einen im* Schwingkreis -5 2 ■■ ■ <known circuit by an in the * resonant circuit -5 2 ■■ ■ <
liegenden Schalter. Bei dieser bekannten Schaltung wobei A bestimmt ist durch den' natürlichen Loga-lying switch. In this known circuit where A is determined by the 'natural loga-
fehlt also einerseits eine auf den höheren· Schwell- rithmus des Verhältnisses der" Amplituden vonon the one hand there is no one on the higher · threshold rhythm of the ratio of the "amplitudes of
wert ansprechende Schwellwert-Meßeinrichtung, und aufeinanderfolgenden Halbwellen der gedämpftenvalue-responsive threshold value measuring device, and successive half-waves of the damped
diese Schaltung besitzt wiederum grundsätzliche Schwingung. Daraus ergibt sich, daß die Zahl derthis circuit, in turn, has a fundamental oscillation. It follows that the number of
Nachteile. So muß der Übergangswiderstand des io Schwingungen, die zwischen zwei AmplitudenwertenDisadvantage. So the contact resistance of the io must oscillate between two amplitude values
Schalters im Schwingkreis sehr klein und konstant liegen, welche sich wie 100:4,3 verhalten, genau demSwitch in the resonant circuit are very small and constant, which behave like 100: 4.3, exactly that
sein, was mit der erforderlichen Genauigkeit nicht Wert der Güte Q entspricht. Auf diesem physikali-which does not correspond to a value of quality Q with the required accuracy. On this physical
realisierbar ist. Selbst wenn man einen quecksilber- sehen Grundprinzip basiert die erfindungsgemäßeis feasible. Even if you see a mercury basic principle that is based on the invention
umspülten Reed-Kontakt verwendet, dessen Über- Schaltungsanordnung.around the reed contact used, its over- circuit arrangement.
gangswiderstand sehr klein ist, bewirkt dieser an der 15 Gemäß Fig. 1 wird der zu messende Schwingoberen Meßbereichsgrenze einen so großen Gütever- kreis S, bei dem z. B. die zu messende Spule L mit lust, daß hier durch die erforderliche Meßgenauigkeit einem weitgehendst verlustfreien Kondensator C zuverlorengeht. Die oberste Amplitude der Meßspan- sammengeschaltet ist, über einen Impulsgenerator C nung muß außerdem hier stets relativ hoch gewählt periodisch z. B. in Abständen von etwa 2 Sekunden werden, was beispielsweise zum Messen von Spulen 20 zu gedämpften Schwingungen angeregt Die gemit Ferritkernen sehr nachteilig ist. Da außerdem die dämpfte Schwingung wird durch einen Verstärker V1 oberste und unterste Amplitude der Meßspannung verstärkt und zwei Kanälen zugeführt, die je eine durch zwei verschiedene Einrichtungen festgelegt ist, Schwellwert-Kippschaltung K1 bzw. K2, beispielsweise besitzt diese bekannte Schaltung eine relativ große übliche Schmitt-Trigger-Schaltungen, enthalten, deren temperatur- und zeitabhängige Drift. Außerdem sind 25 Schwellwerte sich wie 100:4,3 verhalten. In dem gebei dieser Schaltung Meßstörungen durch den An- zeigten Ausführungsbeispiel sind die Ansprechwellen stoßimpuls zu befürchten. dieser beiden Kippschaltungen K1 und K2 gleich großcontact resistance very small, this causes at 15 in FIG. 1 to be measured resonant Upper Range Limit is so large Gütever- circle S where z. B. the coil to be measured L with pleasure that a largely loss-free capacitor C is lost here due to the required measurement accuracy. The uppermost amplitude of the measuring span is interconnected, via a pulse generator C voltage must also always be selected periodically here to be relatively high. B. at intervals of about 2 seconds, which is stimulated, for example, to measure coils 20 to dampened vibrations, which is very disadvantageous with ferrite cores. In addition, since the damped oscillation is amplified by an amplifier V 1 top and bottom amplitude of the measurement voltage and fed to two channels, each of which is defined by two different devices, threshold flip-flop circuit K 1 and K 2 , for example, this known circuit has a relative large common Schmitt trigger circuits, contain their temperature and time dependent drift. In addition, 25 threshold values behave like 100: 4.3. In the case of measurement disturbances caused by the exemplary embodiment shown in this circuit, the response waves of shock impulses are to be feared. these two flip-flops K 1 and K 2 are the same size
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungs- gewählt. In dem Kanal, der auf den niedrigerenIt is the object of the invention to select a circuit. In the channel that is on the lower
anordnung zum digitalen Messen der Güte von Schwellwert anspricht, ist vor die Kippschaltung K2 arrangement for digital measurement of the quality of the threshold value responds, is in front of the flip-flop circuit K 2
Schwingkreisen nach dem obenerwähnten Prinzip der 30 ein Verstärker V2 mit der SpannungsverstärkungResonant circuits according to the above-mentioned principle of FIG. 30, an amplifier V 2 with the voltage gain
Auszählung der Halbwellen der gedämpften Schwin- _ 100 n It tCounting of the half-waves of the damped oscillation _ 100 n It t
gung zwischen zwei vorbestimmten Schwellwerten zu v ~~ 4,3 <»between two predetermined threshold values to v ~~ 4,3 <»
schaffen, die im Aufbau sehr einfach ist und in einem Die beiden Kippschaltungen K1 und K2 liefern increate, which is very simple in structure and in one The two flip-flops K 1 and K 2 deliver in
breiten Frequenzbereich von beispielsweise einigen bekannter Weise immer dann Ausgangsimpulse, wennwide frequency range of, for example, some known way whenever output pulses
Hertz bis weit in das MHz-Gebiet hinein eine exakte 35 die Amplitude der eingangsseitig zugeführten Wech-Hertz far into the MHz range, an exact 35 the amplitude of the input
Gütemessung ermöglicht. selspannung noch größer ist als der jeweils einge-Quality measurement made possible. voltage is even greater than the
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Schal- stellte Schwellwert. Durch die Kippschaltung K1 wer-This task is based on a switching threshold. The toggle switch K 1
tungsanordnung der eingangs erwähnten Art, erfin- den also so lange Ausgangsimpulse erzeugt, als dieprocessing arrangement of the type mentioned at the outset, so produce output pulses as long as the
dungsgemäß durch die im Hauptanspruch gekenn- Amplitude der gedämpften Schwingung noch überaccording to the characterized in the main claim amplitude of the damped oscillation still over
zeichnete Schaltungsanordnung gelöst. Vorteilhafte 40 dem eingestellten obersten Schwellwert liegt. Wirddrawn circuit arrangement solved. Advantageous 40 is the set uppermost threshold value. Will
Weiterbildungen dieser erfindungsgemäßen Schal- dieser Schwellwert von den Amplituden der gedämpf-Developments of this switch according to the invention, this threshold value of the amplitudes of the damped
tungsanordnung ergeben sich aus den Unteran- ten Schwingung unterschritten, so werden durch diearrangement result from the sub-subordinates oscillation undershot, so by the
Sprüchen. Kippschaltung K1 keine Ausgangsimpulse mehr er-Sayings. Toggle switch K 1 no longer generates output pulses
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist be- zeugt, sondern nur noch durch die Kippschaltung^,
züglich der Feststellung der vorbestimmten Schwell- 45 und zwar bis zum Erreichen des niedrigeren Schwellwerte
weitgehend frequenzunabhängig, so daß ohne wertes. Da die Schwellwerte der beiden Kanäle unterirgendwelcher
Ein- oder Nachstellungen mit ein und schiedlich gewählt sind, erhält man damit zwei Imderselben
Schaltung Gütemessungen in einem breiten pulsreihen mit unterschiedlicher Länge, wie dies in
Frequenzband von beispielsweise 1 kHz bis 10 MHz Fi g. 2 bei 4 und 5 dargestellt ist.
sehr exakt durchgeführt werden können. Vor allem 50 Die beiden Kippschaltungen K1 und K0 steuern
durch den identischen Aufbau der beiden verwende- eine bistabile Kippstufe B. Die Ausgangsimpulse der
ten Schwellwert-Kippschaltungen wird erreicht, daß Kippstufe K2 werden zu diesem Zweck in einer Difeine
beispielsweise durch Temperatureinflüsse hervor- ferenzierstufe D differenziert und über einen Impulsgerufene
eventuelle Verschiebung der eingestellten verstärker F3, durch welchen die positiven differen-Schwellwerte
in beiden Kippschaltungen in gleicher 55 zierten Impulse, also die der Anstiegsflanke der von
Richtung erfolgt, also der Abstand der beiden der Kippschaltung K2 abgegebenen Ausgangsimpulse
Schwellwerte konstant bleibt, so daß Meßfehler weit- entsprechenden Impulse, ausgesiebt, verstärkt und
gehend vermieden werden. gegebenenfalls geeignet geformt werden. Mit denThe circuit arrangement according to the invention is evidenced, but only by the toggle switch ^, plus the determination of the predetermined threshold 45 and that is largely frequency-independent until the lower threshold value is reached, so that without value. Since the threshold values of the two channels are selected with one and different settings or readjustments, two quality measurements in the same circuit are obtained in a broad pulse series of different lengths, as in the frequency band from 1 kHz to 10 MHz, for example. 2 is shown at 4 and 5.
can be carried out very precisely. Above all, 50 The two flip-flops K 1 and K 0 control through the identical structure of the two using a bistable flip-flop B. The output pulses of the th threshold flip-flops are achieved that flip-flop K 2 are produced for this purpose in a differential, for example by temperature influences - Difference stage D differentiates and a possible shift of the set amplifiers F 3 , called a pulse, through which the positive differential threshold values in both flip-flops are made in the same 55 edged pulses, i.e. those of the rising edge of the direction, i.e. the distance between the two of the flip-flop K 2 The output pulses emitted, the threshold values remain constant, so that measurement errors, largely corresponding to pulses, are screened out, amplified and avoided. optionally shaped appropriately. With the
Die Erfindung wird im folgenden an Hand sehe- Ausgangsimpulsen der Kippschaltung X1 wird die bi-The invention will be seen in the following with hand- output pulses of the flip-flop X 1 is the bi-
matischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel 60 stabile Kippstufe B jeweils geöffnet und mit den dif-matic drawings of an embodiment 60 stable tilting stage B each open and with the dif-
näher erläutert. ferenzierten Impulsen 7 wieder geschlossen. Am Aus-explained in more detail. referenced pulses 7 closed again. At the exit
Fig. 1 zeigt an Hand eines Blockschaltbildes eine gang der bistabilen Kippstufe erhält man auf dieseFig. 1 shows on the basis of a block diagram a transition of the bistable multivibrator is obtained on this
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Messung Weise stets dann Ausgangsimpulse, wenn sowohl vonCircuit arrangement according to the invention for measuring way always output pulses when both of
der Güte von Spulen; der Kippschaltung JC1 als auch von der Kippschaltungthe quality of coils; the trigger circuit JC 1 as well as the trigger circuit
Fig. 2 zeigt die bei der Schaltung nach Fig. 1 an 65 K2 Ausgangsimpulse erzeugt werden. Wenn infolgeFig. 2 shows that in the circuit of FIG. 1 at 65 K 2 output pulses are generated. If as a result
den Stellen! bis 10 auftretenden verschiedenen Im- des Erreichens des oberen Schwellwertes von derthe places! up to 10 occurring different im- des reaching the upper threshold of the
pulsfolgen. Kippschaltung K1 keine Ausgangsimpulse mehr er-pulse trains. Toggle switch K 1 no longer generates output pulses
Die Güte Q eines Schwingkreises hängt bekannt- zeugt werden, so werden von der bistabilen Kipp-The quality Q of an oscillating circuit depends on the known, so the bistable tilting
stufe ß ebenfalls keine Ausgangsimpulse mehr erzeugt stage ß also no longer generates output pulses
Die Ausgangsimpulse der bistabilen Kippstufe B steuern eine Torschaltung T. Solange also* durch die Kippschaltung B Ausgangsimpulse erzeugt werden, ist diese Torschaltung.T gesperrt Wird dagegen die Erzeugung von Ausgangsimpulsen durch die Kippschaltung K1 infolge des. Erreichens des oberen Schwellwertes unterbrochen, so wird auch die Erzung von Ausgangsimpulsen der bistabilen Kippschaltung B unterbrochen, und die Torschaltung T wird geöffnet Werden nun über diese Torschaltung Γ die in positive Impulse 9 umgewandelten negativen Differentiationsimpulse am Ausgang der Differenzierschaltung D dem. Zähler Z zugeleitet, so werden nur diejenigen Halbwelten der gedämpften Schwingung gezählt, die zwischen den durch die Kippschaltungen.!^ und·. K2 bestimmten Schwellwerten auftreten. Die Zahl dieser Impulse. 10 entspricht dann unmittelbar dem Wert der Güte Q der zu messenden Spule L. Der Zähler Z wird vorzugsweise automatisch beim erneuten Anstoß des Schwingkreises über den Impuls-Generator G wieder zurückgestellt, wie dies durch die Leitung A angedeutete istThe output pulses from the bistable flip-flop B control a gate T. As long as so * output pulses generated by the flip-flop B, this Torschaltung.T is, in contrast, inhibited the production interrupted by output pulses by the flip-flop K 1 due to the. Reaching the upper threshold, then When opened, the Erzung of output pulses of the flip-flop B is interrupted, and the gate T will now this gate Γ in the converted positive pulses 9 negative Differentiationsimpulse at the output of the differentiating circuit D. Counter Z supplied, only those half-worlds of the damped oscillation are counted that are between the.! ^ And ·. K 2 certain threshold values occur. The number of these pulses. 10 then corresponds directly to the value of the quality Q of the coil L to be measured. The counter Z is preferably automatically reset when the resonant circuit is triggered again via the pulse generator G , as indicated by the line A.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (4)
sem höheren und niedrigeren Schwellwert auftre- Es ist eine Schaltungsanordnung dieser Art be-1. Circuit arrangement for digital measurement, two damped oscillations excite each other in terms of their quality of oscillating circuits, in which a damped oscillation threshold value measuring devices that are excited in the 5 - set threshold values such as 100: 4.3 are supplied, by two mutually differing in terms of their set threshold - which is controlled via a gate circuit that controls the threshold value, which is between values such as 100: 4.3, and is fed to this higher and lower threshold value, by means of the leading half-waves of the damped oscillation Counter are counted,
This higher and lower threshold value occurs. A circuit arrangement of this type is
geben (Impulszüge 4 und 5) und daß durch diese Es ist auch schon eine Schaltungsanordnung zur. half-waves of the damped oscillation are known, in which the threshold value measuring devices are counted by means of a counter, characterized by the fact that the threshold value measuring devices are used by the threshold value switches, which the equal devices from two channels with toggle switch 15 directed damped oscillation supplied lines (K 1 , K t ) exist that are controlled by (Electronics 34, 1961, September 29, p. 150). This arrangement, which is known for the half-waves of the damped oscillation, has the disadvantage that it is not suitable for evaluating different frequencies until the amplitude drops, because the output pulses 20 for rectifying the damped or lower threshold value The rectifier circuit required for the oscillation with the frequency of the damped oscillation is highly dependent on the frequency,
give (pulse trains 4 and 5) and that through this there is already a circuit arrangement for
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DER0047068 | 1967-10-06 | ||
DER0047068 | 1967-10-06 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE1591996A1 DE1591996A1 (en) | 1971-01-07 |
DE1591996B2 DE1591996B2 (en) | 1972-07-06 |
DE1591996C true DE1591996C (en) | 1973-02-01 |
Family
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